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化学所在非共价相互作用研究方面取得新进展
2019-03-18 | 编辑:郭杰 | 【 】【打印】【关闭

  非共价相互作用是超分子化学的基?#31350;?#23398;原理,新型非共价相互作用的研究能够为超分子体系以及功能材?#31995;?#35774;计提供新的驱动力,并能够促进人们对生命体系的深入认识。阴离子-π作用,即阴离子与缺电子芳?#20998;?#38388;存在的相互吸引作用,直?#22870;?#19990;纪之初才被人们认识,并显现出作为一种新型非共价作用的巨大应用潜力。 

  在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下,化学所分子识别与功能院重点实验室研究人员围绕阴离子-π作用开展了系统研究。在前期的工作中,他们?#38498;?#32570;电子三嗪环的大环体系作为分子探针,给出了电中性缺电子芳环与阴离子形成经典阴离子-π作用的实验证据,并系统研究了其作用模式、作用强?#21462;?#26222;遍性以及在超分子化学领域的应用(Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7485; Chem. Eur. J. 2010, 16, 13053; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 892; Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 11785)。 

  最近,针对如?#38382;?#29616;阴离子-π作用的选择性与加和性这一挑战问题,科研人员巧妙设计了一类多空腔“内向型”排列的超大环体系,实现了复杂有机阴离子的选择性识别,首次在晶体中观察到了三明治状的阴离子-π复合物的形成,揭示了多重阴离子-π作用对分子识别的贡献(图1)(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 15827)。同时,为回答阴离子-π作用在驱动可控自组装方面到底能走多远,科研人员构建了“外向型”排列的双空腔分子体系作为主体组装基元,以1,5-萘二磺酸根双阴离子作为客体组装基元,实现了阴离子-π作用驱动的长程组装,详细研究了其组装过程(图2)(J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 1118)。 

  

  1  基于多重阴离子-π作用的有机阴离子识别 

 

    

  2  阴离子-π作用驱动的超分子自组装 

 

 

    

  分子识别与功能院重点实验室 

2019318日

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